生物炭添加对污泥堆肥腐殖化和氨气排放的影响

近年来,市政污泥产量及无害化处置量均呈增加趋势,污泥堆肥技术成为研究与关注的热点,但传统堆肥中存在许多问题。为提高市政污泥堆肥腐殖化程度并减少氮素损失,通过好氧堆肥方法研究了添加生物炭对市政污泥堆肥腐殖质组分及氨气排放的影响。结果表明,在37 d堆肥中,对照（C1）、添加5%生物炭（C2）、添加10%生物炭（C3）3个处理均达到腐熟标准。与对照相比,生物炭添加延长了堆体高温时间1~4 d,提高了堆体pH和EC,对总有机碳、水溶性有机碳、富里酸分解更彻底;堆肥结束时,C2堆体腐殖化指数、胡敏酸占有率和胡富比均高于对照,腐殖化效果最好。氨气释放主要在高温期,累计释放量C1（178.43 g/m2）＞C3（151.28 g/m2）＞C2（134.97 g/m2）,堆肥结束C1、C2和C3总氮含量分别为11.67 g/kg 、13.48 g/kg和13.03 g/kg,添加生物炭有利于氮素保留。可见,生物炭在提高堆肥腐殖质稳定和减少氨气排放中具有良好效果,且5%添加量优于10%。     

餐厨垃圾和污泥联合好氧堆肥中的氮素转化及损失

采用强制通风静态好氧堆肥工艺,对餐厨垃圾和污泥进行联合堆肥化处理,探究二者不同配比对堆肥氮素转化及氮素损失的影响.以w(C)/w(N)=15~40的5组餐厨垃圾和污泥作为堆肥基质,以木屑作为调理剂进行堆肥试验.结果表明:所有堆体温度均先升高后降低,最高温度为78℃,w(C)/w(N)越高,堆体的最高温度越低,且达到最高温度的时间越长,pH先降低后升高至8.5趋于平缓,总有机碳质量分数不断降低.各堆体全氮和有机氮质量分数先升高后显著降低,铵态氮质量分数先增加后略有减少,硝态氮质量分数很低且变化不大.二者联合堆肥中氮损失27.8%~48.4%,且与投加的污泥含量呈正相关关系,氨挥发占氮损失的52.6%~80.4%,氨挥发是氮损失的主要途径,且随着堆体w(C)/w(N)的增加呈减少趋势.     

微生物菌剂对城市污泥堆肥过程中氮素转化的影响研究

以稻草、木屑为填充料,分别添加EM原露、腐秆灵、金宝贝生物发酵剂、阿姆斯生物发酵剂和纤维素分解菌5种微生物菌剂,采用人工翻堆好氧堆肥工艺,进行城市污泥堆肥试验,通过测定堆肥过程中温度、pH值及NH_4~+-N、NO_3~--N和总氮含量,研究了5种微生物菌剂对城市污泥堆肥进程及氮素转化的影响,结果表明:添加微生物菌剂后堆体达到高温期和最高温度的时间较对照提前了1～2 d,降温阶段的降温速率提高了0.54～0.74℃/d,达到室温时间提前了5～6 d;各堆体50℃以上均保持了7 d以上,满足堆肥卫生学指标.添加微生物菌剂能促进有机氮的分解,促进硝化细菌的生长,有利于NH_4~+-N向NO_3~--N的转化和堆肥的腐熟进程.由于添加微生物菌剂提高了堆体升温速率、延长了高温期的维持时间和增加了堆体的pH值,导致更多的氮素损失.堆肥结束时,堆体氮含量降低39.8%～44.8%,较未添加微生物菌剂的堆体降低量多9.8%～14.8%.综合各项指标,金宝贝生物发酵剂和阿姆斯生物发酵剂具有较好的应用前景.     

不同填料对城市污泥堆肥过程中氮素转化的影响

以稻草、木屑、树叶为填料，采用人工翻堆好氧堆肥工艺，通过测定堆肥过程中的温度、pH、TN、NH4^＋N和NO3^--N的变化，研究了填料对堆肥过程中氮的转化及损失的影响．结果表明：以稻草、木屑＋稻草作填料，堆体的温度升高快，高温期持续的时间长，有利于污泥堆肥的快速腐熟和灭菌；堆肥初期，堆体NH4^＋-N含量逐渐升高，14d时达最大值，然后迅速下降，在堆肥结束时达到一个较低的水平，NO3^--N含量在14d后逐渐升高，仅以木屑或树叶作填料的堆体，其水溶性NH4^＋N，NO3^-—N含量均较以稻草、木屑＋稻草作填料的堆体低；堆肥后堆体的全氮含量降低，仅以稻草为填料的堆体，其氮损失率最高，木屑能降低氮素的损失；氮素的损失80％发生在堆肥的前期28d，此阶段应采取措施降低氮素的损失．     

污泥/木屑混合配料强制通风堆肥的研究

在强制通风条件下,研究了污泥与木屑配比为2∶1情况下污泥堆肥过程中温度、含水率、pH值、总氮、VS等参数的变化规律。在堆肥过程中,有机物含量(VS)和氨氮的含量降低,且堆体温度在55℃条件下保持了3天以上,确保了堆肥产品无害化、资源化和减量化的要求。     

城市污水处理厂污泥堆肥化处理优化

以辽阳污水处理有限公司的污泥为研究对象,运用一套自制的适用于小体积发酵装置对污泥进行了高温好氧发酵堆肥处理.通过对比实验,对堆体温度、含水率等指标的变化进行了动态监测,获得了堆肥过程中各项指标的最优化组合.研究表明:通过室外通风晾晒并与调理剂混合,有利于调整生污泥水分,促进堆肥顺利启动;锯末、稻壳及稻草秸秆三种调理剂的调理效果次序为锯末>稻草秸秆>稻壳;污泥、调理剂、回流污泥最佳混合比为3∶2∶3;最后通过种子发芽实验得出堆肥污泥已经达到实际应用的要求.     

不同蓬松剂对城市污泥强制通风堆肥的影响

采用药渣和木花作为蓬松剂按体积比1∶3混合,在强制通风不足的情况下,结合每周的人工翻堆,污泥高温堆肥也可实现,高温阶段(＞55℃)可维持4d.堆肥的高温使大肠杆菌数量降低4个数量级,达到国家高温堆肥卫生标准.在污泥堆制过程中,pH、VSS、有机质含量下降;但全N、P、K含量的变化与堆肥的系统条件有关.药渣堆肥在堆制35d后,种子发芽指数(GI)达50%以上,木花堆肥在堆制50d后GI达到51%.堆肥结束时,Cu、Zn、Cd在药渣堆肥中含量增加,在木花堆肥中含量减少;但其中Cu的化学有效性降低,而Zn、Cd的化学有效性提高.     

污泥的生物干化及其热值变化

探讨了物料配比、翻堆方式和通风量对脱水污泥生物干化的影响,分析了污泥生物干化前后热值的变化情况.结果表明,当污泥与园林垃圾的配比为5∶2时,温度峰值最高,达54.6℃,物料含水率下降了11.22%,且VS去除率最高;与不翻堆的试验相比,翻堆试验的最终含水率为45.98%,比不翻堆的低2.54%;当通风量为0.5 m3/h时,有利于堆体温度的上升和强化干化效果.采用最佳的生物干化条件对污泥进行预干化处理后,堆体的含水率从60.45%降至42.57%;干化后物料的低位热值达到9 763.3 k J/kg,有良好的热值资源化前景.     

好氧颗粒污泥系统启动和颗粒特性研究

通过逐步缩短沉降时间和提高氮负荷的方法,考察水力选择压和生物选择压共同作用下的好氧颗粒污泥系统启动过程及污泥特性.试验结果表明,系统启动期间,颗粒平均粒径36 d增至0.5 mm,第90 d达到0.9 mm,粒径平均增速为9.3 μm·d-1;前53 d内污泥负荷为0.4～0.6 g·g-1·d-1,表观污泥产率为0.40～0.52 g·g-1,当生物量增长后,污泥负荷降至0.2～0.4 g·g-1·d-1,表观污泥产率减小至0.17～0.25 g·g-1;40 d后SVI稳定在(15±5)mL/g范围内,沉降性能良好;反应器除污染效果好,10 d后COD去除率稳定在80%左右,NH+4-N去除率达到98%以上,且随着氮负荷提高,单位质量污泥的NH+4-N反应速率提高,AOB、NOB和异养菌的活性都在增大.     

不同C/N比的村镇剩余污泥堆肥资源化研究

污泥堆肥化是复杂的生物化学反应过程,调理剂的配比量、通风量、腐熟程度等对堆肥效果均有明显的影响.针对整个污泥好氧堆肥过程中调理剂的配比对堆肥效果的影响进行了试验研究,探讨了3种不同C/N对污泥好氧堆肥效果的影响.将脱水污泥与锯末的混合物进行堆肥处理,并通过对堆肥过程中的温度、含水率、有机质、p H、以及碳、氮、磷的含量在堆肥过程中的变化情况进行分析,探讨好氧堆肥的腐熟度问题,了解堆肥工艺参数及变化规律,最终试验的研究结果将为资源化利用村镇污水厂的剩余污泥提供技术和理论的依据与参考.     

松木屑非等温热解动力学研究

通过热重分析法在不同升温速率(分别为10,30,50℃.min-1)下,采用非恒温热重法,以氩气为载气,流速60 mL.min-1,初温为30℃,加热终温为950℃.对粒径为80目的松木屑热裂解时的热失重行为进行了研究.结果表明:松木屑热解分为四个阶段,主要由预热干燥阶段、热解预热阶段、热分解阶段和热缩聚阶段4个阶段组成;生物质松木屑主反应阶段主要集中在180～600℃左右;随着升温速率的增大,松木屑原料热解的起始温度、热解最大速率所在的温度Tmax及热解终止温度都向高温处稍微移动.使用了Flynn-Wall-Ozawa积分法、Coats-Redfern积分法和Achar微分法对松木屑热解动力学参数进行求取,Flynn-Wall-Ozawa积分法得到的松木屑在热解过程中不同失重率下(0.1～0.80)的活化能都集中在142.35～220.12 kJ.mol-1范围内.按照Bagchi法对松木屑热裂解过程的最概然机理函数进行了推断.松木屑热裂解的最概然机理函数为15号机理函数随机成核和随后生长,反应级数n=2(Code:AE2),函数名称是Avrami-Erofeev方程.     

基质微生物比对油菜籽饼粕沼气发酵的影响

研究不同基质微生物在以油菜籽饼粕为原料的沼气发酵中对产气性能的影响.在30℃条件下以油菜籽饼粕为发酵原料,分别选取基质微生物比F/M(VS/VS)为0.20、0.15进行批量式发酵.结果表明,基质微生物比F/M(VS/VS)=0.20的实验组TS、VS产气率、总产气量及达到总产气量80%的发酵时间分别为165mL/g·TS、184mL/g·VS、2 310mL和4d,而F/M(VS/VS)=0.15的实验组分别为95mL/g·TS、106mL/g·VS、1 330mL和17d.因此,基质微生物比对油菜籽饼粕的沼气发酵有着较大影响.     

新型垂直流人工湿地组合工艺处理剩余污泥实验研究

剩余污泥是污水处理过程产生的主要副产品和有机废物,它的处理与处置是污水处理的重要组成部分.通过6个月的实验室模拟,研究了一种新型垂直流人工湿地组合工艺对剩余污泥的脱水和渗滤液的净化效果.结果表明,随着停留时间的增长污泥含水率和挥发性固体呈下降趋势,脱水后污泥含水率为40%,挥发性固体去除率达48.2%.在实验期间,共有392 L新鲜剩余污泥得到处理,获得10.3 L干污泥,污泥体积减小97.4%.湿地床表面污泥以平均每月0.87 cm的速度增厚,到试验结束时为5.23 cm深.组合系统以20.0 L(/m2.d)的污泥负荷间歇进泥方式运行,其污泥渗滤液的TN,TP和COD的平均去除率可分别达75.2%,97.3%和78.4%.结果说明该垂直流人工湿地组合系统可以作为传统污泥处置的一个替代方法,是一种建造简单、维护成本低的生态处理方法.     

大蒜切片废水处理的组合工艺实验研究

研究填料厌氧折流板反应器(ABR)—活性污泥—水生植物的组合工艺处理大蒜切片加工废水的运行特点.结果表明:填料ABR单元的最佳HRT为20 h,有机负荷小于COD 7.8 kg/(m3.d)为宜,在此工况下,COD的平均去除率可达92.5%;活性污泥法单元的最佳HRT为12 h,进水有机负荷宜保持在COD 0.8~1.2 kg/(m3.d)之间,在此工况下,COD的平均去除率为81.0%;水生植物单元的最佳HRT为3.5 d,在此最佳HRT下,COD的去除率为42.6%.该组合工艺COD总去除率保持在99.37%~99.42%之间,出水的COD浓度为38~41 mg/L,出水水质能稳定达到国家一级A排放标准.     

CSTR反应器处理白酒酒糟的启动研究

在中温条件（35℃）下,利用CSTR厌氧反应器半分批式启动处理白酒酒糟,对启动过程的工艺参数（如pH值,VFA等）进行研究.结果,CSTR反应器采用初始物料低容积负荷1.0kgVS/（m3·d）,并以负荷0.5kg VS/（m3·d）逐增的方式启动,当容积负荷在1.0～2.5kg VS/（m3·d）范围,厌氧系统单位容积日产气量基本保持在1.45L/（L·d）以上,甲烷含量稳定在60％左右,pH值稳定在6.9～7.3,VFA稳定在1000mg/L左右,COD去除率稳定在78.7％～93.7％.研究提高了糟渣的利用率及沼气产量,降低了反应器启动的成本,具有经济可行性.     

超临界CO2萃取-反相高效液相色谱测定海南对虾壳中虾青素的含量

采用超临界CO2萃取技术,研究了从海南对虾壳中提取虾青素的工艺,同时采用正交实验方法研究了其最优化萃取条件,结果表明:萃取压力为35 MPa,萃取温度为60℃,夹带剂为100g样品用15 mL二氯甲烷,萃取时间为2 h.最后用高效液相色谱法对萃取产物中的虾青素进行了测定,色谱柱:waters novapakC18 3....     

IC反应器处理土豆淀粉废水的启动实验研究

本实验主要研究常温条件下IC反应器处理土豆淀粉废水的启动过程.结果表明I,C反应器对高浓度土豆淀粉废水具有很高的处理能力,运行40 d左右时,进水COD=(5 000～7 000)mg/L,其去除率即可达到70%以上;启动阶段HRT=6 h时,絮状污泥可被有效洗出,污泥颗粒化效果明显;运行50 d时,有黑色、灰白色颗粒污泥形成,粒径约为(0.5～3)mm,其中细菌主要为G-杆菌,也有部分球菌和丝状菌存在.     

酸木瓜籽产沼气潜力的实验探究

以污水处理厂活性污泥为接种物,以提油后的酸木瓜籽为发酵原料,按一定比例配制成浓度为6%的发酵液在30℃进行批量发酵,测定原料发酵前后的总固体（TS）含量、挥发性固体（VS）含量、pH值和日产气量.结果表明,以提油后的酸木瓜籽为发酵原料发酵,第1天即开始产气,且产气量达到310mL,但甲烷含量低,不能燃烧,第2~6天出现酸化现象,停止产气,随后体系恢复正常连续产气至结束,发酵至第20天的产气量占总产气量的81%左右.酸木瓜籽的TS利用率为27.26%,VS利用率为19.2%,其产气潜力为178g/mL（TS）和185g/mL（VS）.     

水葫芦与猪粪好氧厌氧交替堆肥特征研究

为探讨好氧厌氧交替条件下水葫芦与猪粪堆肥的特征,将水葫芦、猪粪与木屑以1．7：1．0：0．3（质量比）的比例混合均匀,进行为期56天交替式好氧厌氧堆肥化处理．试验研究了堆肥过程中温度（T）、含水率（Mc）、pH、挥发性脂肪酸（VFA）、C／N、水溶性铵态（NH4＋-N）、挥发性固体（vs）、总有机碳（TOC）、总氮（TN）和总磷（TP）的变化特征．结果表明,与堆肥原料相比,好氧厌氧交替堆肥化使堆料TOC、TN及vs分别下降了47．91％、25．00％及19．32％．经测定,56天后堆料腐殖质含量为6．52％,表明交替好氧厌氧堆肥化能同时实现水葫芦与猪粪的减量化与资源化．     

可膨胀石墨/磷酸三氯乙酯协同阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的研究

本文研究了可膨胀石墨(EG)协同磷酸三氯乙酯(TCEP)对硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)的阻燃性能的影响.采用极限氧指数(LOI)、烟密度等级(SDR)、热重分析(TGA)等方法进行测试.当RPUF中添加20%的EG/TCEP(质量比1∶1)时,RPUF的LOI值达到30.0%,比未添加时提高了13.4%.同时,SDR降低至55.49%,最大烟密度值(MSD)出现时间均比未添加阻燃剂和单独添加TCEP时滞后.TGA分析结果表明,添加EG/TCEP后RPUF的失重速率下降、残炭量增加,表明EG/TCEP能在RPUF中起到良好的协同阻燃效应.